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技术百科  |  发布日期:2025-05-10  |  阅读:14

注塑模具的耐用性主要取决于哪些因素?

一、模具材料

材料的硬度

硬度高的模具材料能够抵抗塑件成型时产生的压力,减少模具表面的磨损。例如,常用的模具钢材经过热处理后,硬度可以达到 HRC30 - 50 以上。像 P20 钢是一种常用的预硬塑料模具钢,其硬度在 30 - 36HRC 左右,适用于一些中等精度和强度要求的注塑模具。而 H13 钢经过淬火和回火处理后,硬度可以达到 48 - 52HRC,能承受较高的注射压力和温度,常用于高精度、高硬度要求的模具。

高硬度材料可以有效降低模具在长期使用过程中的塑性变形,保证模具的尺寸精度。如果模具材料硬度不足,当注射压力较大时,型腔表面容易被压出凹痕,或者型芯容易弯曲变形,从而影响塑件的尺寸精度和外观质量。

材料的耐磨性

耐磨性好的材料可以延长模具的使用寿命。模具材料的耐磨性主要取决于其金相组织和碳化物的性质、数量及分布情况。例如,一些含铬、钼等合金元素的模具钢,能够形成硬质的碳化物,在模具表面形成耐磨层。

当塑料熔体在高压下注入模具型腔时,会与模具型腔表面产生强烈的摩擦。对于一些填充了玻璃纤维等磨料成分的塑料,对模具表面的磨损更为严重。耐磨性差的模具材料会在短时间内出现划痕、磨斑等磨损现象,导致塑件表面粗糙度增加,甚至出现飞边等问题。

材料的抗腐蚀性

有些塑料原料在加工过程中会产生腐蚀性气体。例如,在 PVC 塑料加工中,会释放出氯化氢气体,这些气体如果残留在模具型腔表面,会腐蚀模具材料。如果模具材料抗腐蚀性差,就会在型腔表面形成腐蚀坑,影响塑件质量。

铜合金等材料虽然具有良好的导热性,但其抗腐蚀性相对较差。而一些不锈钢模具材料,如 420 不锈钢,具有较好的抗腐蚀性,适用于加工可能会产生腐蚀性气体的塑料材料。

 

二、模具设计结构

冷却系统设计

合理的冷却系统可以保证模具在注塑过程中的温度均匀性和稳定性。如果冷却系统设计不合理,会导致模具局部温度过高或过低。例如,冷却水道的布局不当,会使模具型腔表面温度不均匀,引起塑料熔体在型腔内冷却速度不一致,从而产生内应力。

这种内应力可能会导致模具在长期使用过程中出现变形、开裂等问题。而且温度不均匀还会影响塑件的尺寸精度和外观质量,如产生翘曲、缩水痕等缺陷。

浇注系统设计

包括主流道、分流道、浇口等部分的设计。良好的浇注系统设计可以保证塑料熔体能够顺利、均匀地填充模具型腔,减少熔体对模具型腔和型芯的冲击力。

例如,浇口位置的选择如果不合理,熔体可能会直接冲击型芯或型腔的薄弱部位,导致模具损坏。合适的浇口尺寸也能避免因浇口过小而引起的熔体剪切应力过大,或者因浇口过大而造成塑料浪费和模具平衡性差等问题。

模具的结构强度

模具的型腔、型芯以及模架等结构要具有足够的强度来承受注塑过程中的各种力。例如,对于大型注塑模具,如果模架的刚度不足,在注射压力作用下会发生变形,影响模具的闭合精度,进而影响塑件的精度。

合理的加强筋设计可以在不增加模具过多重量的情况下提高模具的结构强度。同时,模具的连接部分,如螺栓、锁紧块等的强度和设计合理性也会影响模具的耐用性。

 

三、模具的制造工艺

加工精度

高精度的加工可以保证模具的配合精度。例如,型腔和型芯的配合间隙要均匀且合适,间隙过大容易产生飞边,间隙过小则会导致模具打开困难,甚至损坏模具。

加工精度还包括模具的尺寸精度、形状精度和位置精度等。高精度的加工可以保证模具的装配精度,减少因装配不良而导致的模具故障。例如,在多型腔模具中,各个型腔的位置精度和一致性要求很高,否则会影响塑件的批量生产质量。

表面处理工艺

常见的表面处理工艺有电镀、氮化、渗碳等。电镀可以在模具表面形成一层耐磨、耐腐蚀的金属层,如镀硬铬可以提高模具表面的硬度和耐磨性。

氮化处理可以使模具表面形成一层硬度高、耐磨性好的氮化层,而且氮化层与基体结合牢固,能够有效提高模具的使用寿命。表面处理还可以改善模具的脱模性能,减少脱模时对模具表面的损伤。

 

四、模具的使用和维护

注塑工艺参数控制

合理的注塑工艺参数,如注射压力、温度、速度等,对模具的耐用性有很大影响。过高的注射压力可能会使模具承受过大的应力,加速模具的损坏。

注塑温度过高会使塑料熔体分解产生腐蚀性气体,腐蚀模具表面。而且不合理的工艺参数还可能导致塑料熔体在模具内流动不畅,产生局部应力集中,影响模具的寿命。

模具的保养和清洁

定期对模具进行保养和清洁可以延长其使用寿命。在每次注塑生产结束后,要及时清理模具型腔内的塑料残渣,这些残渣在高温下很容易碳化,对模具表面产生腐蚀。

同时,要对模具的滑动部件,如导柱、导套等进行润滑,减少摩擦磨损。对于模具的冷却系统,要定期检查和清理,防止冷却水道堵塞,影响模具的冷却效果。